水伏發(fā)電技術(shù)作為一種新興綠色能源解決方案，可將環(huán)境濕氣、蒸發(fā)或水滴等低品位水能轉(zhuǎn)化為電能，無需外部供能或極端條件，在可穿戴電子設(shè)備和自供能傳感領(lǐng)域極具潛力。然而，納米多孔水凝膠的可控制備及其微形貌精確表征仍是關(guān)鍵挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)方法（如冷凍鑄造）難以實(shí)現(xiàn)納米級孔尺寸調(diào)控（僅達(dá)微米級），且脫水表征會破壞其天然多孔結(jié)構(gòu)，阻礙了受限水通道內(nèi)離子遷移機(jī)制的深入研究。
蘇州大學(xué)劉瑞遠(yuǎn)特聘教授團(tuán)隊開發(fā)了一種氫鍵交聯(lián)策略，通過γ-聚谷氨酸（PGA）和羥基化碳納米管（CNTs）與聚丙烯酰胺（PAM）復(fù)合，成功制備出孔徑在78–161 nm范圍內(nèi)可調(diào)的納米多孔水凝膠。該水凝膠基水伏發(fā)電機(jī)（HHEG）在0.1 M NaCl液滴刺激下，開路電壓（ Voc ）達(dá)1.05 V，短路電流（Isc）達(dá)100 μA，性能超越多數(shù)同類器件。研究通過冷凍電鏡證實(shí)了水合納米通道的存在，并揭示孔徑縮小可通過增強(qiáng)流勢效應(yīng)提升輸出性能。基于離子濃度響應(yīng)特性，團(tuán)隊進(jìn)一步開發(fā)出可視化汗液監(jiān)測貼片，為高效水伏系統(tǒng)設(shè)計提供了新思路。
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